(57)【要約】【課題】  紫外線発光素子の搭載密度を比較的高くしたとしても、紫外線発光素子自身の発する熱の影響を受けがたく、比較的高い紫外線照射エネルギーを実現する光照射デバイスを提供する。【解決手段】  複数の第１発光素子と、一方主面に前記複数の第１発光素子の少なくとも１つがそれぞれ配置された複数の開口部を有する第１基板と、複数の第２発光素子と、一方主面に前記複数の第２発光素子が配置された第２基板とを有している。そして、第２基板は、前記第１発光素子が発する光を透過させる材料からなるとともに、前記複数の開口部の少なくとも１つを他方主面で覆うように配置され、前記複数の第２発光素子は、前記開口部に対応する領域以外の領域に配置される。また、前記第１基板と前記第２基板との間または前記第２基板に放熱部を有している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１発光素子と、
一方主面に前記複数の第１発光素子の少なくとも１つがそれぞれ配置された複数の開口部を有する第１基板と、
複数の第２発光素子と、
一方主面に前記複数の第２発光素子が配置された第２基板とを有しており、
該第２基板は、前記第１発光素子が発する光を透過させる材料からなるとともに、前記複数の開口部の少なくとも１つを他方主面で覆うように配置され、
前記複数の第２発光素子は、前記開口部に対応する領域以外の領域に配置され、
前記第１基板と前記第２基板との間または前記第２基板に放熱部を有していることを特徴とする光照射デバイス。
【請求項２】
前記放熱部が、前記第２基板の内部に冷媒が流動可能な流路を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の光照射デバイス。
【請求項３】
前記放熱部が、前記第１基板と前記第２基板との間に冷媒が流動可能な流路を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の光照射デバイス。
【請求項４】
前記放熱部は、前記第２基板の一方主面および他方主面の少なくとも一方において前記開口部に対応する領域以外の領域に形成された金属層を含んでいることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光照射デバイス。
【請求項５】
前記第１発光素子が発する光の波長と前記第２発光素子が発する光の波長とが異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光照射デバイス。
【請求項６】
前記第１基板の熱伝導率と前記第２基板の熱伝導率とが異なり、
熱伝導率が高い方の基板に配置される発光素子が発する光の波長が、他方の基板に配置される発光素子が発する光の波長よりも短いことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光照射デバイス。
【請求項７】
放熱用部材に請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光照射デバイスが複数載置されていることを特徴とする光照射モジュール。
【請求項８】
記録媒体に対して印刷を行なう印刷手段と、
印刷された前記記録媒体に対して光を照射する請求項７に記載の光照射モジュールとを有することを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線硬化型樹脂や塗料の硬化に使用される光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線照射装置は、医療やバイオ分野での蛍光反応観察、殺菌用途、電子部品の接着や紫外線硬化型樹脂およびインクの硬化などを目的に広く利用されている。特に電子部品の分野などで小型部品の接着等に使われる紫外線硬化型樹脂の硬化や、印刷の分野で使われる紫外線硬化型インクの硬化などに用いられる紫外線照射装置のランプ光源には高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどが使用されている。
【０００３】
近年、世界規模で地球環境負荷の軽減が切望されていることから、比較的長寿命、省エネルギーおよびオゾン発生を抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源に採用する動きが活発になってきている。
【０００４】
ところが、紫外線発光素子の照度は比較的低いため、例えば特許文献１に記載されているように、複数の発光素子を一つの基板に搭載したデバイスを用意し、複数のデバイスを支持体に搭載した構成のモジュールが一般的に使用され、紫外線硬化型インクの効果に必要な紫外線照射エネルギーを確保している。
【０００５】
しかしながら、紫外線照射エネルギーの改善要求は次第に高くなっており、紫外線発光素子の搭載密度を高くすることが試みられているが、紫外線発光素子からの発熱は比較的少ないとはいえ、紫外線発光素子の搭載密度を高くしたデバイスでは放熱が十分に行なえず、紫外線照射エネルギーの改善の妨げになっているという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４４１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、紫外線発光素子の搭載密度を比較的高くしても、紫外線発光素子から発する熱を効率よく放熱することにより、比較的高い紫外線照射エネルギーを実現する光照射デバイス、モジュールおよび印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光照射デバイスは、複数の第１発光素子と、一方主面に前記複数の第１発光素子の少なくとも１つがそれぞれ配置された複数の開口部を有する第１基板と、複数の第２発光素子と、一方主面に前記複数の第２発光素子が配置された第２基板とを有しており、該第２基板は、前記第１発光素子が発する光を透過させる材料からなるとともに、前記複数の開口部の少なくとも１つを他方主面で覆うように配置され、前記複数の第２発光素子は、前記開口部に対応する領域以外の領域に配置され、前記第１基板と前記第２基板との間または前記第２基板に放熱部を有していることを特徴とする。
【０００９】
また、前記放熱部が、前記第２基板の内部に冷媒が流動可能な流路を含んでいることを特徴とする。
【００１０】
さらに、前記放熱部が、前記第１基板と前記第２基板との間に冷媒が流動可能な流路を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
また、前記第２基板の一方主面および他方主面の少なくとも一方において前記開口部に対応する領域以外の領域に金属層が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記第１発光素子が発する光の波長と前記第２発光素子が発する光の波長とが異なることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１基板の熱伝導率と前記第２基板の熱伝導率とが異なり、熱伝導率が高い方の基板に配置される発光素子が発する光の波長が、他方の基板に配置される発光素子が発する光の波長よりも短いことを特徴とする。
【００１４】
さらに、放熱用部材に上述の光照射デバイスが複数載置されていることを特徴とする光照射モジュールを提供する。
【００１５】
また、記録媒体に対して印刷を行なう印刷手段と、印刷された前記記録媒体に対して光を照射する上述の光照射モジュールとを有することを特徴とする印刷装置を併せて提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光照射デバイスによれば、複数の第１発光素子と、一方主面に前記複数の第１発光素子の少なくとも１つがそれぞれ配置された複数の開口部を有する第１基板と、複数の第２発光素子と、一方主面に前記複数の第２発光素子が配置された第２基板とを有している。そして、第２基板は、前記第１発光素子が発する光を透過させる材料からなるとともに、前記複数の開口部の少なくとも１つを他方主面で覆うように配置され、前記複数の第２発光素子は、前記開口部に対応する領域以外の領域に配置される。また、前記第１基板と前記第２基板との間または前記第２基板に放熱部を有している。このため、複数の第１発光素子および複数の第２発光素子の発するそれぞれの熱が良好に放熱されるとともに、それぞれの発光素子が発する熱の第２基板および第１基板に伝わる熱量が低減され、第１基板および第２基板が過度に熱くなることが良好に防止されることにより、第１基板の放熱性が高く維持される。
【００１７】
よって、本実施形態の光照射デバイスによれば、紫外線発光素子の搭載密度を比較的高くしたとしても、紫外線発光素子自身の発する熱の影響を受けがたく、比較的高い紫外線照射エネルギーを実現する光照射デバイスが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る光照射デバイスの平面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示した光照射デバイスにおける１Ｉ−１Ｉ線に沿った断面図である。図２（ｂ）は、図１に示した光照射デバイスにおける１ＩＩ−１ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図３は、図１に示した光照射デバイスを用いた光照射モジュールの平面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３に示した光照射モジュールの３Ｉ−３Ｉ線に沿った断面図である。図４（ｂ）は、図３に示した光照射モジュールの３ＩＩ−３ＩＩ線に沿った断面図である。
【図５】図５は、図４に示した光照射モジュールを用いた印刷装置の上面図である。
【図６】図６は、図５に示した印刷装置の側面図である。
【図７】図７は、図１に示す光照射デバイスの第１変形例を示す平面図である。
【図８】図８は、図１に示す光照射デバイスの第２変形例を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、図７に示す光照射デバイスを構成する第２基板の平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の９I−９I線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、図１に示す光照射デバイスの第３変形例を示す平面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、図１０に示す光照射デバイスの１０I−１０I線に沿った断面図である。図１１（ｂ）は、図１０に示す光照射デバイスの１０ＩＩ−１０ＩＩ線に沿った断面図である。
【図１２】図１２は、図１に示す光照射デバイスの第４変形例を示す。
【図１３】図１３（ａ）は、図１２に示す光照射デバイスの１２Ｉ−１２Ｉ線に沿った断面図である。図１３（ｂ）は、図１２に示す光照射デバイスの１２ＩＩ−１２ＩＩ線に沿った断面図である。
【図１４】図１４は、図１に示す光照射デバイスの第５変形例を示す。
【図１５】図１５（ａ）は、図１４に示す光照射デバイスの１４Ｉ−１４Ｉ線に沿った断面図である。図１５（ｂ）は、図１４に示す光照射デバイスの１４ＩＩ−１４ＩＩ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
（光照射デバイスの実施形態）
図１や図２に示す光照射デバイス１は、紫外線硬化型インクを使用するオフセット印刷装置やインクジェット印刷装置等の印刷装置に組み込まれ、対象物（記録媒体）に紫外線硬化型インクを被着した後に紫外線を照射することで紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線照射モジュールの紫外線発生光源として機能する。
【００２１】
光照射デバイス１は、一方主面１１ａに複数の開口部１２を有する第１基板１０と、各開口部１２内に設けられた複数の接続パッド１３と、第１基板１０の各開口部１２内に配置され、接続パッド１３に電気的に接続された複数の第１発光素子３０ａと、各開口部１２内に充填され、第１発光素子３０ａを被覆する複数の封止材４０と、各開口部１２に対応して第１発光素子３０ａを覆うように第１基板１０の一方主面１１ａに第１の接着剤７１を介して配設された冷媒が内部に冷媒が流動可能な流路８０を含む第２基板２０と、第２基板２０上に設けられた複数の接続パッド２３と、第２基板２０上の第１基板１０の開口部１２に対応する領域以外の領域に配置され、接続パッド２３に電気的に接続された複数の第２発光素子３０ｂとを備えている。ここで、第１基板１０の開口部１２に対応する領域以外の領域とは、第１基板１０の一方主面１１ａに相当し、第２発光素子３０ｂは第２基板側から透視して、開口部１２以外の一方主面１１ａ上に位置することとなる。
【００２２】
第１基板１０は、第１の絶縁層５１および第２の絶縁層５２が積層されてなる積層体５０と、第１発光素子３０ａ同士を接続する第１の電気配線６１と、を備え、一方主面１１ａ側から平面視して略矩形状を成しており、該一方主面１１ａに設けられた開口部１２内で第１発光素子３０ａを支持している。本実施形態の場合には、開口部１２内にはそれぞれ４つの第１発光素子３０ａが配置されている。
【００２３】
第１の絶縁層５１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、およびガラスセラミックスなどのセラミックス、ならびにエポキシ樹脂、および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの樹脂、などによって形成される。
【００２４】
次に、第１の電気配線６１は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マ
ンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）等の導電性材料により所定のパターンに形成されており、第１発光素子３０ａへの電流または第１発光素子３０ａからの電流を供給するための給電配線として機能する。
【００２５】
次に、第１の絶縁層５１上に積層された第２の絶縁層５２には、該第２の絶縁層５２を貫通する開口部１２が形成されている。
【００２６】
開口部１２は、各々の形状が第１発光素子３０ａの載置面よりも第１基板１０の一方主面１１ａ側で開口面積が広くなるように、その内周面１４が傾斜しており、平面視すると、例えば、略円形の形状を成している。なお、開口形状は円形に限られるものではなく、略矩形の形状でもよい。
【００２７】
このような開口部１２は、その内周面１４で第１発光素子３０ａの発する光を上方に反射し、光の取り出し効率を向上させる機能を有する。
【００２８】
光の取り出し効率を向上させるため、第２の絶縁層５２の材料として、紫外線領域の光に対して、比較的良好な反射性を有する多孔質のセラミック材料、例えば酸化アルミニウム質焼結体、酸化ジルコニウム質焼結体、および窒化アルミニウム質焼結体により形成することが好ましい。また、光の取り出し効率を向上させるという観点では、開口部１２の内周面１４に金属製の反射膜を設けてもよい。
【００２９】
このような開口部１２は、第１基板１０の一方主面１１ａの全体に渡って縦横の並びに配列されている。例えば、本実施形態では正格子状に配列されている。
【００３０】
本実施形態の光照射デバイス１では、開口部１２の配列形状を正格子状としたが、千鳥格子状に配列してもよく、このような配列にすることによって第１発光素子３０ａをより高密度に配置することが可能となり、単位面積当たりの照度を比較的高くすることが可能となる。ここで、千鳥格子状に配列するとは、斜め格子の格子点に配置することと同義である。
【００３１】
なお、当然のことながら本実施形態の複数の第１発光素子３０ａの光出力は略同じ値のものである。例えば、本実施形態の複数の第１発光素子３０ａの全体としての光出力のばらつきは１０％以内である。
【００３２】
以上のような、第１の絶縁層５１および第２の絶縁層５２からなる積層体５０を備えた第１基板１０は、第１の絶縁層５１や第２の絶縁層５２がセラミックスなどから成る場合、次のような工程を経て製造される。まず、従来周知の方法により製作された複数のセラミックグリーンシートを準備する。開口部１２に相当するセラミックグリーンシートには開口部に対応する穴をパンチング等の方法により形成する。次に、第１の電気配線６１となる金属ペーストをグリーンシート上に印刷（不図示）した上で、該印刷された金属ペーストがグリーンシートの間に位置するようにグリーンシートを積層する。この第１の電気配線６１となる金属ペーストとしては、例えばタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、および銅（Ｃｕ）などの金属を含有させたものが挙げられる。次に、上記積層体を焼成することにより、グリーンシートおよび金属ペーストを併せて焼成することによって、第１の電気配線６１および開口部１２を有する第１基板１０を形成することができる。
【００３３】
また、第１の絶縁層５１や第２の絶縁層５２が樹脂から成る場合、第１基板１０の製造方法は、例えば、次のような方法が考えられる。まず、熱硬化型樹脂の前駆体シートを準備する。次に、第１の電気配線６１となる金属材料からなるリード端子を前駆体シート間
に配置させ、かつリード端子を前駆体シートに埋設させるように複数の前駆体シートを積層する。このリード端子の形成材料としては、例えばＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金、およびＦｅ−Ｎｉ合金などの金属材料が挙げられる。そして、前駆体シートに開口部１２に対応する穴をレーザー加工やエッチング等の方法により形成した後、これを熱硬化させることにより、第１基板１０が完成する。
【００３４】
一方、第１基板１０の開口部１２内には、第１発光素子３０ａに電気的に接続された接続パッド１３と、該接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５により接続された第１発光素子３０ａと、第１発光素子３０ａを封止する封止材４０とが設けられている。
【００３５】
接続パッド１３は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、および銅（Ｃｕ）などの金属材料から成る金属層により形成されている。なお、必要に応じて、金属層上に、ニッケル（Ｎｉ）層、パラジウム（Ｐｄ）層、および金（Ａｕ）層などを更に積層しても良い。かかる接続パッド１３は、半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５により第１発光素子３０ａに接続される。
【００３６】
また、第１発光素子３０ａは、例えば、ＧａＡｓやＧａＮ等の半導体材料からなるｐ型半導体層およびｎ型半導体層等をサファイア基板等の第１素子基板３１ａ上に積層してなる発光ダイオードや、半導体層が有機材料からなる有機ＥＬ素子等により構成されている。
【００３７】
この第１発光素子３０ａは、発光層を有する第１半導体層３２ａと、第１基板１０上に配置された接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５を介して接続されたＡｇ等の金属材料から成る第１素子電極３３ａ、３４ａとを備えており、第１基板１０に対してワイヤボンディング接続されている。そして、第１発光素子３０ａは、第１素子電極３３ａ、３４ａ間に流れる電流に応じて所定の波長をもった光を所定の輝度で発し、その光を第１素子基板３１ａを介して、または直接外部へ出射する。なお、第１素子基板３１ａは、省略することが可能なのは周知の通りである。また、第１発光素子３０ａの第１素子電極３３ａ、３４ａと接続パッド１３との接続は、接合材１５に半田等を使用して、従来周知のフリップリップ接続技術により行なってもよい。
【００３８】
本実施形態では、第１発光素子３０ａが発する光の波長のスペクトルのピークが、例えば２５０〜３９５〔ｎｍ〕以下のＵＶ光を発するＬＥＤを採用している。つまり、本実施形態では、第１発光素子３０ａとしてＵＶ−ＬＥＤ素子を採用している。なお、第１発光素子３０ａは、従来周知の薄膜形成技術により形成される。
【００３９】
そして、かかる第１発光素子３０ａは、上述した封止材４０によって封止されている。
【００４０】
封止材４０は、光透過性の樹脂材料等の絶縁材料より形成されており、第１発光素子３０ａを良好に封止することにより、外部からの水分の浸入を防止したり、あるいは、外部からの衝撃を吸収し、第１発光素子３０ａを保護する。
【００４１】
また、封止材４０は、第１発光素子３０ａを構成する第１素子基板３１ａの屈折率（サファイアの場合：１．７）と空気の屈折率（約１．０）の間の屈折率を有する材料、例えばシリコーン樹脂（屈折率：約１．４）等より形成されることで、第１発光素子３０ａの光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４２】
かかる封止材４０は、第１発光素子３０ａを第１基板１０上に実装した後、シリコーン樹脂等の前駆体を開口部１２に充填し、これを硬化させることで形成される。
【００４３】
次に、第２基板２０は、第１基板１０の有している複数の開口部１２を覆うように第１の接着剤７１を介して第１基板１０の一方主面１１ａ上に配設されている。本実施形態では、第１基板１０と第２基板２０の平面視における面積は略等しくなっている。なお、第２基板２０は必ずしも第１基板全体を覆う必要はなく、必要に応じて大きさや配設する位置を変更すればよい。
【００４４】
第２基板２０は、光透過性の材料からなり、例えば、第１発光素子３０ａが発する紫外線光を透過する、ソーダ石灰ガラス、サファイアガラスまたは石英ガラス、低アルカリホウケイ酸ガラス、シリカガラスもしくはジルコニアなどの結晶核形成剤を含む超耐熱結晶化ガラスなどの耐熱ガラスが挙げられる。
【００４５】
また、第２基板２０の内部には冷媒が流動可能な流路８０が形成されている。本実施形態では、第２基板２０を平面視して略全域にわたり流路８０が形成されている。第２基板２０の一方端部の両端に流路の入り口と出口を設け、入り口から第２基板２０の内部に向かって第２基板の略半分の幅の流路が形成されており、他方端部側で流路が折り返すように形成され出口に接続されている。
【００４６】
流路８０の内部に、二酸化炭素、窒素、ヘリウムなどのガス冷媒や、水、液化窒素、アセトンなどの液体冷媒などの冷媒を流動させることにより、複数の第２発光素子３０ｂで発した熱を第２基板２０より放熱することができる。つまり、流路８０は複数の第２発光素子３０ｂで発した熱を放熱する放熱部として機能する。
【００４７】
なお、第２基板を構成する材料の熱伝導率は、第１基板を構成する材料の熱伝導率よりも低いことが好ましい。なぜならば、第２基板の熱伝導率が低ければ、より第１基板への熱の拡散を抑えることが可能になるからである。
【００４８】
また、第１の接着剤７１にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂を採用すると、第１の接着剤７１は第１基板１０と第２基板２０とを熱的に分離する断熱材としても機能するので好ましい。なお、第１の接着剤がエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの光透過性の樹脂の場合には、第１基板１０の開口部１２を覆うように第１の接着剤７１を塗布することができるので好ましい。当然のことながら、光透過性を有さない材料を第１の接着剤７１として用いる場合には、第１基板の開口部１２上には第１の接着剤７１を塗布しない。
【００４９】
第２基板２０は、第２発光素子３０ｂに電気的に接続された接続パッド２３と、該接続パッド２３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５により接続された第２発光素子３０ｂとが設けられている。そして、第２発光素子３０ｂ同士は第２の電気配線６２で接続されている。
【００５０】
ここで、第２の電気配線６２は従来周知のフォトリソ法などによって形成される。つまり、スパッタリング法、蒸着法、または化学気相成長法によって、金属材料を第２基板２０の一方主面２１ａ上に金属膜として形成する。この金属膜の表面に対して感光性樹脂を塗布し、塗布した感光性樹脂に対して露光処理および現像処理を行なうことで、感光性樹脂に所望の形状のパターンを形成する。次いで、金属膜を薬液でエッチングして、金属膜を所望の形状にした後、塗布した感光性樹脂を剥離する。このように、金属材料を成膜およびパターニングすることで第２の電気配線６２を形成できる。
【００５１】
また、第２発光素子３０ｂは、第１発光素子３０ａと同様、例えば、ＧａＡｓやＧａＮ等の半導体材料からなるｐ型半導体層およびｎ型半導体層等をサファイア基板等の第１素子基板３１ａ上に積層してなる発光ダイオードや、半導体層が有機材料からなる有機ＥＬ
素子等により構成されている。
【００５２】
この第２発光素子３０ｂは、発光層を有する第２半導体層３２ｂと、第２基板１０上に配置された接続パッド２３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５を介して接続されたＡｇ等の金属材料から成る第２素子電極３３ｂ、３４ｂとを備えており、第２基板１０に対してワイヤボンディング接続されている。そして、第２発光素子３０ｂは、第２素子電極３３ｂ、３４ｂ間に流れる電流に応じて所定の波長をもった光を所定の輝度で発し、その光を第２素子基板３１ｂを介してまたは直接外部へ出射する。なお、第２素子基板３１ｂは、省略することが可能なのは周知の通りである。また、第２発光素子３０ｂの第２素子電極３３ｂ、３４ｂと接続パッド２３との接続は、接合材１５に半田等を使用して、従来周知のフリップリップ接続技術により行なってもよい。
【００５３】
本実施形態では、第２発光素子３０ｂが発する光の波長のスペクトルのピークが、例えば２５０〜３９５〔ｎｍ〕以下のＵＶ光を発するＬＥＤを採用している。つまり、本実施形態では、第２発光素子３０ｂとしてＵＶ−ＬＥＤ素子を採用している。なお、第２発光素子３０ｂは、従来周知の薄膜形成技術により形成される。
【００５４】
なお、本実施形態では、第１発光素子３０ａと第２発光素子３０ｂが発する光の波長のスペクトルのピークは同一とした。
【００５５】
本実施形態の光照射デバイスによれば、複数の第１発光素子と、一方主面に前記複数の第１発光素子の少なくとも１つがそれぞれ配置された複数の開口部を有する第１基板と、複数の第２発光素子と、一方主面に前記複数の第２発光素子が配置された第２基板とを有している。そして、第２基板は、前記第１発光素子が発する光を透過させる材料からなるとともに、前記複数の開口部の少なくとも１つを他方主面で覆うように配置され、前記複数の第２発光素子は、前記開口部に対応する領域以外の領域に配置される。また、前記第１基板と前記第２基板との間または前記第２基板に放熱部を有している。このため、複数の第１発光素子および複数の第２発光素子の発するそれぞれの熱が良好に放熱されるとともに、それぞれの発光素子が発する熱の第２基板および第１基板に伝わる熱量が低減され、第１基板および第２基板が過度に熱くなることが良好に防止され、第１基板の放熱性が高く維持される。
【００５６】
よって、本実施形態の光照射デバイス１によれば、紫外線発光素子の搭載密度を比較的高くしたとしても、紫外線発光素子自身の発する熱の影響を受けがたく、比較的高い紫外線照射エネルギーを実現する光照射デバイスが実現される。
【００５７】
（光照射モジュールの実施形態）
図３および図４に示す光照射モジュール１００は、放熱用部材１１０と、該放熱用部材１１０に配列された複数の光照射デバイス１とを備えている。このような光照射モジュール１００は、紫外線硬化型インクを使用するオフセット印刷装置やインクジェット印刷装置等の印刷装置に組み込まれ、記録媒体に紫外線硬化型インクを被着した後に紫外線を照射することで紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線照射装置として機能する。
【００５８】
放熱用部材１１０は、複数の光照射デバイス１の支持体として機能する。この放熱用部材１１０の形成材料としては、熱伝導率の大きい材料が好ましく、例えば種々の金属材料、セラミックス、樹脂材料が挙げられる。本実施形態の放熱用部材１１０は、銅によって形成されている。
【００５９】
一方、光照射デバイス１は、放熱用部材１１０に対してシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの第２の接着剤７２を介して接着され、放熱用部材１１０上に一列に配列されている
。
【００６０】
光照射モジュール１００の列方向の照度分布を均一にするためには、隣接する光照射デバイス１同士が密接していることが好ましい。
【００６１】
このように放熱用部材１１０に複数の光照射デバイス１が配列された光照射モジュール１００は、比較的幅広の紫外線を記録媒体に照射することができる。
【００６２】
また、本実施形態の光照射モジュール１００は、放熱用部材１１０上に光照射デバイス１が一列に配列されており、光照射デバイス１の有する上述の効果を享受することができる。
【００６３】
（印刷装置の実施形態）
本発明の印刷装置の実施形態として、図５および図６に示した印刷装置２００を例に挙げて説明する。この印刷装置２００は、記録媒体２５０を搬送するための搬送機構２１０と、搬送された記録媒体２５０に印刷を行うための印刷機構としてのインクジェットヘッド２２０と、印刷後の記録媒体２５０に対して紫外光を照射する、上述した光照射モジュール１００と、該光照射モジュール１００の発光を制御する制御機構２３０と、を備えている。ここで、記録媒体２５０は、上述の対象物に相当する。
【００６４】
搬送機構２１０は、記録媒体２５０をインクジェットヘッド２２０、光照射モジュール１００の順に通過するように搬送するためのものであり、載置台２１１と、互いに対向配置され、回転可能に支持された一対の搬送ローラ２１２とを含んで構成されている。この載置台２１１によって支持された記録媒体２５０を一対の搬送ローラ２１２の間に送り込み、該搬送ローラ２１２を回転させることにより、記録媒体２５０を搬送方向へ送り出すためのものである。
【００６５】
インクジェットヘッド２２０は、搬送機構２１０を介して搬送される記録媒体２５０に対して、感光性材料を付着させる機能を有している。このインクジェットヘッド２２０は、この感光性材料を含む液滴を記録媒体２５０に向けて吐出し、記録媒体２５０に被着させるように構成されている。本実施形態では、感光性材料として紫外線硬化型インクを採用している。この感光性材料としては、紫外線硬化型インクの他に、例えば感光性レジスト、光硬化型樹脂などが挙げられる。
【００６６】
本実施形態では、インクジェットヘッド２２０としてライン型のインクジェットヘッドを採用している。このインクジェットヘッド２２０は、ライン状に配列された複数の吐出孔２２０ａを有しており、この吐出孔２２０ａから紫外線硬化型インクを吐出するように構成されている。インクジェットヘッド２２０は、吐出孔２２０ａの配列に対して直交する方向に搬送される記録媒体２５０に対して、吐出孔２２０ａよりインクを吐出させ、記録媒体にインクを被着させることにより、記録媒体に対して印刷を行う。
【００６７】
なお、本実施形態では、印刷機構として、ライン型のインクジェットヘッドを例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えば、シリアル型のインクジェットヘッドを採用していてもよいし、ライン型又はシリアル型の噴霧ヘッドを採用してもよい。さらに、印刷機構として、記録媒体２５０の静電気を蓄え、かかる静電気で感光性材料を付着させる静電式ヘッドを採用してもよいし、記録媒体２５０を液状の感光性材料に浸して、かかる感光性材料を付着させる浸液装置を採用してもよい。さらに、印刷機構として刷毛、ブラシ、およびローラを採用してもよい。
【００６８】
印刷装置２００において光照射モジュール１００は、搬送機構２１０を介して搬送され
る記録媒体２５０に付着した感光性材料を感光させる機能を担っている。この光照射モジュール１００は、インクジェットヘッド２２０に対して搬送方向の下流側に設けられている。また、印刷装置２００において第１発光素子３０ａおよび第２発光素子３０ｂは、記録媒体２５０に付着した感光性材料を露光する機能を担っている。
【００６９】
制御機構２３０は、光照射モジュール１００の発光を制御する機能を担っている。この制御機構２３０のメモリには、インクジェットヘッド２２０から吐出されるインク滴を硬化するのが比較的良好になるような光の特徴を示す情報が格納されている。この格納情報の具体例を挙げると、吐出するインク滴を硬化するのに適した波長分布特性、および発光強度（各波長域の発光強度）を表す数値が挙げられる。本実施形態の印刷装置２００では、この制御機構２３０を有することによって、制御機構２３０の格納情報に基づいて、複数の第１発光素子３０ａに入力する駆動電流の大きさを調整することもできる。このことから、印刷装置２００によれば、使用するインクの特性に応じた適正な紫外線照射エネルギーで光を照射することができ、比較的低エネルギーの光で、インク滴を硬化させることができる。
【００７０】
この印刷装置２００では、搬送機構２１０が記録媒体２５０を搬送方向に搬送している。インクジェットヘッド２２０は、搬送されている記録媒体２５０に対して紫外線硬化型インクを吐出して、記録媒体２５０の表面に紫外線硬化型インクを付着させる。このとき、記録媒体２５０に付着させる紫外線硬化型インクは、全面付着であっても、部分付着であっても、所望パターンでの付着であってもよい。この印刷装置２００では、記録媒体２５０に付着した紫外線硬化型インクに光照射モジュール１００の発する紫外線を照射して、紫外線硬化型インクを硬化させている。
【００７１】
本実施形態の印刷装置２００では、光照射モジュール１００の有する光照射デバイス１が放熱用部材１１０上に一列に配列されており、光照射モジュール１００の有する上述の効果を享受することができる。
【００７２】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００７３】
例えば、図７に示す第１変形例のように、第２基板２０の内部に形成される流路８０は、第１基板１０に配置される複数の第１発光素子３０ａに対応する領域に形成されないようにしてもよい。このように構成することで、第１発光素子３０ａの発する光は、冷媒を介することなく第１の接着剤７１および第２基板２０のみを介して出射されることになるため、光の取り出し効率を高く維持することができる。なお、第１発光素子３０ａ上に流路が形成されているか否かにかかわらず、流路の形状は特に限定されるものではない。光照射デバイス１が駆動している状態で、光照射デバイス１の面内温度ばらつきが小さくなるように適宜設計すればよい。
【００７４】
また、本実施形態では第２基板２０の内部に流路８０を有していたが、図８に示す第２変形例のように、第２基板２０の他方主面２１ｂに凹部を設け、第１基板１０と第２基板を接着することで第１基板１０と第２基板２０の間に流路を形成してもよい。図９に第２基板２０の平面図と断面図を示す。このような構造とすることで、第２基板２０の加工が容易になる。
【００７５】
さらに、図１０および図１１に示す第３変形例のように、第１基板１０および第２基板２０の当接面にそれぞれ凹部を設け、第１基板と第２基板との間に流路を形成してもよい。このような構造とすることで、流路８０が第２基板２０ばかりか第１基板１０とも直接接することになるため、第１基板１０の熱と第２基板２０の熱とを有効に放熱することが
できる。
【００７６】
また、図１２および図１３に示す第４変形例のように、第２基板２０の一方主面２１ａの第１基板１０の有する開口部１２に対応するよう域以外の領域、第２の電気配線６２および電極パッド２３を除く領域に銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）などの金属層からなる放熱板９０を有するのが好ましい。放熱板９０も流路８０と同様、放熱部として機能する。複数の第２発光素子３０ｂの発する熱は、第２発光素子３０ｂの直下に位置する第２基板２０の領域に集中することになる。そこで、金属層からなる放熱板９０を設け、複数の第２発光素子３０ｂの発する熱を放熱板９０に伝熱することにより、第２発光素子３０ｂの直下に位置する第２基板２０の領域に熱が集中することを比較的抑制することができる。
【００７７】
なお、第４変形例では第２基板２０の一方主面２１ａに金属層からなる放熱板９０を形成したが、第２基板２０の他方主面２１ｂに形成しても、一方主面２１ａおよび他方主面２１ｂの両方に形成してもよい。他方主面２１ｂに形成する場合には、第１基板１０の開口部１２に対応する領域以外の領域に放熱板９０を形成することができる。
【００７８】
なお、また、第４変形例では、放熱部として流路８０および放熱板９０を同時に有する第２基板２０としたが、放熱板９０のみを放熱部として有していてもよい。放熱部として流路８０および放熱板９０の両方を備えている場合は、複数の第２発光素子３０ｂの発する熱をより有効に放熱することが可能となるので好ましいが、放熱板９０のみの第２基板は製造が容易なため生産性、コストの観点からは好ましい。
【００７９】
また、図示はしないが、本実施形態の光照射デバイスの第１発光素子３０ａと第２発光素子３０ｂとは同じ光の波長のスペクトルのピークを有する同一の発光素子としたが、異なる光の波長のスペクトルのピークを有する第１発光素子３０ａと第２発光素子３０ｂとでもよい。このように複数の光の波長のスペクトルのピークを有する発光素子を一つの光照射デバイスに配置することで、紫外線硬化型インクの硬化時間を早めるなどの硬化性能を向上させたり、感応波長域の異なる紫外線硬化型インクを同一の光照射デバイスで紫外線硬化が行なえるなどの利点がある。
【００８０】
この場合、熱伝導率の高い方の基板に配置される発光素子が発する光の波長を短くするのが好ましい。なぜならば、現在提供されている紫外線発光素子は、発光素子の発する光の波長が短いほど発熱量が比較的多くなるためである。つまり、発する熱量の多い発光素子を搭載する基板の熱伝導率を高くすることで、発光素子の発する熱を良好に放熱することが可能となる。
【００８１】
さらに、本実施形態では第１基板１０上に第２基板２０を第１の接着剤７１を介して接着しているが、第１基板１０と第２基板２０の間に別途、第１基板１０と第２基板２０の熱伝導率よりも低い熱伝導率の断熱材を配置してもよい（不図示）。断熱材としては、例えば、グラスウール、ロックウール等の繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポリスチレンフォーム等の発泡系断熱材などにより形成することができる。ただし、光透過性を有さない断熱材の場合には、第１基板の有する開口部１２に対応する断熱材の領域に同様に開口部を設けておく。なお、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などのように光透過性を有する材料を断熱材とする場合には、第１基板の開口部１２を覆うように配置してもよいし、上述の光透過性を有さない断熱材の場合のように第１基板の開口部１２に対応する領域に開口部を設けてもよい。
【００８２】
また、図１４および図１５に示す第５変形例のように、第１発光素子３０ａ、第２発光素子３０ｂを覆うように光学レンズ１７ａ、光学レンズ１７ｂを配設してもよい。光学レ
ンズ１７ａ、１７ｂは、それぞれ第１発光素子３０ａ、第２発光素子３０ｂから照射される光を集光する機能を有する。光学レンズ１７ａは、第１基板１０が有する開口部１２に対応するように第２基板２０の一方主面２１ａ上にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの第３の接着剤７３を介して配設される。光学レンズ１７ａは、例えばシリコーンなどによって形成される。なお、光学レンズの材質としては、上に述べたシリコーン以外にウレタン、エポキシなどの熱硬化性樹脂、またはポリカーボネート、アクリルなどの熱可塑性樹脂などのプラスチック並びにサファイア並びに無機ガラスなどが挙げられる。そして、光学レンズ１７ｂは、第２発光素子を覆うように、例えばシリコーンなどによって従来周知の射出成形法などにより第２基板２０と一体的に形成される。なお、第２変形例の光学レンズ１７a、１７ｂには、一方主面が凸状を、他方主面が平面状を成しており、他方主面
から一方主面に向かって断面積が小さくなる平凸レンズを用いている。光学レンズ１７は上に述べた平凸レンズに限らずフレネルレンズなどを用いてもよい。
【００８３】
また、印刷装置２００の実施形態は、以上の実施形態に限定されない。例えば、軸支されたローラを回転させ、このローラ表面に沿って記録媒体を搬送する、いわゆるオフセット印刷型のプリンタであってもよく、同様の効果を奏する。
【００８４】
本実施形態では、インクジェットヘッド２２０を用いた印刷装置２００に光照射モジュール１００を適用した例を示しているが、この光照射モジュール１００は、例えば対象体表面にスピンコートした光硬化樹脂を硬化させる専用装置など、各種類の光硬化樹脂の硬化にも適用することができる。また、光照射モジュール１００を、例えば、露光装置における照射光源などに用いてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  光照射モジュール
１０  第１基板
１１ａ  一方主面
１２  開口部
１３  接続パッド
１４  内周面
１５  接合材
１７  光学レンズ
２０  第２基板
２１ａ  一方主面
２１ｂ  他方主面
２３  接続パッド
３０ａ  第１発光素子
３０ｂ  第２発光素子
３１ａ  第１素子基板
３１ｂ  第２素子基板
３２ａ  第１半導体層
３２ｂ  第２半導体層
３３ａ、３４ａ  第１素子電極
３３ｂ、３４ｂ  第２素子基板
４０  封止材
５０  積層体
５１  第１の絶縁層
５２  第２の絶縁層
６１  第１の電気配線
６２  第２の電気配線
７１  第１の接着剤
７２  第２の接着剤
７３  第３の接着剤
８０  流路
９０  放熱板
１００  光照射モジュール
１１０  放熱用部材
２００  印刷装置
２１０  搬送機構
２１１  載置台
２１２  搬送ローラ
２２０  インクジェットヘッド
２２０ａ  吐出孔
２３０  制御機構
２５０  記録媒体
３００  断熱材
【図１】
2013030574.tif 000003
【図２】
2013030574.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013030574.tif 000006
【図５】
2013030574.tif 000007
【図６】
2013030574.tif 000008
【図７】
2013030574.tif 000009
【図８】
2013030574.tif 000010
【図９】
2013030574.tif 000011
【図１０】
2013030574.tif 000012
【図１１】
2013030574.tif 000013
【図１２】
2013030574.tif 000014
【図１３】
2013030574.tif 000015
【図１４】
2013030574.tif 000016
【図１５】
2013030574.tif 000017